一種拋光墊及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種拋光墊，包括基材和設置在其上的拋光層；基材經過水性膠浸潤而成；拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔，涂層本體內充滿三維貫通的結構孔；圓柱狀孔縱向分布于涂層本體內；圓柱狀孔的頂端與涂層本體的頂面相接，其底端與涂層本體的底面形成有間距；間距的高度小于涂層本體高度的1/4。該拋光墊能夠很好地存儲拋光過程中產生的碎屑，避免拋光組件被刮傷，有利于提高拋光效果；且使用壽命長。本發明專利技術還公開了一種拋光墊的制備方法，采用無紡布浸潤水性膠，烘干，經熱輥燙平處理后，在背面噴涂表面活性劑，隨后在表面涂覆聚氨酯溶液，接著進入凝固浴、水洗、干燥、表面處理即得。工藝簡單，凝固、水洗效率高，大大提高了生產效率。

Polishing pad and preparation method thereof

The invention discloses a polishing pad includes a polishing layer and the substrate is arranged on the substrate; after water infiltration and glue; polishing coating layer comprises a body and a plurality of cylindrical hole, the body full of coating through three-dimensional pore structure; a cylindrical hole of vertical distribution in the coating body; the top end the cylindrical hole and the coating body is coated with the end of the bottom of the body and the bottom is formed with spacing; the height is less than the height of the 1/4 spacing of the coating body. The polishing pad can well store the chips produced in the polishing process so as to prevent the polishing components from being scratched, and the polishing effect is improved, and the service life is long. The invention also discloses a preparation method of polishing pad, non-woven by infiltration of aqueous glue, drying and ironing, after heat treatment, spray on the back surface active agent, then coated on the surface of polyurethane solution, then enter the coagulation bath, washing, drying, surface treatment is. The utility model has the advantages of simple process, high solidification and water washing efficiency, and greatly improved production efficiency.

【技術實現步驟摘要】
一種拋光墊及其制備方法
本專利技術涉及一種多層拋光墊及其制備方法，該拋光墊應用于化學機械平面化處理的拋光
，具體涉及半導體晶片、藍寶石視窗、光學玻璃產品及各種金屬等材質的鏡面化處理工序。
技術介紹
目前，對于半導體晶片、光學玻璃、藍寶石視窗片及各類金屬的表面鏡面化處理，普遍采用化學機械拋光(ChemicalMechanicalPolishing,CMP)來實現。CMP是一種結合了化學反應和機械摩擦的拋光方法，在拋光過程中，將旋轉的被拋光基材壓在與其旋轉方向相同的彈性拋光墊上，而拋光漿料在拋光基材與底板之間連續流動；上下盤高速反向運轉，被拋光基材表面的反應產物被不斷地剝離，并被新補充進來的拋光漿料帶走；新裸露的拋光基材平面又發生化學反應，反應產物再被剝離下來，如此而循環往復，在襯底、磨粒和化學反應劑的聯合作用下，拋光基材最終形成超精表面。在此鏡面化的過程中，通常采用兩層或多層拋光墊。通常多層拋光墊采用如下工藝進行制備：首先在無紡布中浸漬聚氨酯溶液A，經凝固、水洗、烘干、表面處理后作為基材，然后在其表面涂覆聚氨酯溶液B，在凝固、水洗、烘干、表面處理后，貼膠即得兩層拋光墊。也有在該工藝基礎上進行優化的，例如專利號為CN101850541A的專利文件公開了一種拋光墊，其在上述基材的表面先涂覆一層阻絕層，進而在其表面涂覆聚氨酯溶液B，后面工序相似。該方法制備的多層拋光墊的拋光層中圓柱狀孔長，涂層底部無孔層較少，儲存拋光液及拋光碎屑較多，拋光速率高，拋光效果好，使用壽命長，綜合性能良好，但由于基材是由無紡布浸漬油溶性的聚氨酯溶液形成的，烘干后，基材的透水性能變差，導致表面涂覆的溶液在凝固、水洗的效率明顯降低，需要較長時間的進行溶劑交換。此外，由于該拋光墊添加了阻絕層，阻絕層使得拋光墊的凝固、水洗效率變得更低，而且拋光層內圓柱狀孔的高度也僅占涂層厚度的1/2，綜合性能有待進一步提升。此外，也有采用不同基材來制備拋光墊的，如專利號為CN102029577B的專利文件中，實施例4及實施例7中所示，采用聚合物膜片作為基材，在基材表面進行涂覆聚氨酯溶液，隨后凝固、水洗、干燥、表面處理后制得拋光墊。該拋光墊采用了不透水的聚合物膜作為基材，也同樣存在水洗效率低的問題。另一方面，也有采用其他方法制備多層拋光墊的工藝，如專利號為CN101795817A的專利文件，首先通過在基材上涂覆、凝固、水洗、剝離、烘干等工序制備拋光層，隨后采用涂膠工藝將拋光層和基材復合在一起，從而制備出多層拋光墊。該拋光墊雖然可以根據不同類型、不同材質的基材制備出性能多樣的拋光墊，但是工藝步驟繁多，工藝控制點較多，對加工需要較高。此外，在拋光層的制備中，同樣存在凝固、水洗時間較長，效率低下的問題。更重要的是，現有的拋光墊，涂層內所形成的孔，形狀不均衡，多呈現上下直徑不均一的水滴狀，且孔的高度占涂層厚度的比例較小。這種類型的拋光墊，在拋光過程中并不能很好地存儲研磨產生的碎屑，拋光組件的表面被刮傷的風險大，且研磨效率較低，拋光效果參差不齊。
技術實現思路
為了克服現有技術的不足，本專利技術的第一個目的在于提供一種拋光墊，該拋光墊的涂層中布滿了圓柱狀孔，且孔垂直貫穿整個涂層，孔的直徑上下較為均勻，能夠很好地存儲拋光過程中產生的碎屑，避免拋光組件被刮傷，有利于提高拋光效果；同時，該拋光墊的緩沖效果好，能夠很好地保護拋光組件。本專利技術的第二個目的在于提供一種拋光墊的制備方法，工藝簡單，凝固、水洗效率高，能夠大大提高生產效率；且所制備的拋光墊質量好，拋光效果佳。本專利技術的第一個目的采用以下技術方案實現：一種拋光墊，包括基材和設置在所述基材上的拋光層；所述基材經過水性膠浸潤而成；所述拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔；所述涂層本體內充滿三維貫通的結構孔(即呈現海綿結構)；所述圓柱狀孔縱向分布于所述涂層本體內；所述圓柱狀孔的頂端與所述涂層本體的頂面相接，其底端與所述涂層本體的底面形成有間距；所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/4。優選的，所述基材為無紡布，所述無紡布的厚度為0.4-2.5mm，單位厚度(即厚度為1mm)的無紡布的重量為50-200g/(m2.mm)；所述水性膠的固含量為0.1-60％，較優的為1-20％，更優為3-10％；所述結構孔的直徑為0.1-20μm；所述圓柱狀孔的直徑為30-200μm，所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/12。優選的，所述水性膠為聚乙烯醇類水性膠、乙烯乙酸酯類水性膠、丙烯酸類水性膠、聚氨酯類水性膠、環氧水性膠、酚醛水性膠、有機硅類水性膠、橡膠類水性膠中的一種或任意混合。較優選的是聚氨酯類水性膠和丙烯酸類水性膠。優選的，所述無紡布為聚酯類無紡布、聚烯烴類無紡布和纖維素類無紡布中的一種或任意組合。更加具體地，所述無紡布的材質可以為聚對苯二甲酸乙二酯(PET)、聚對苯二甲酸丁二酯(PBT)、聚芳酯(PAR)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚丙烯、聚乙烯等。較優選的是聚對苯二甲酸乙二酯及聚丙烯無紡布。所述無紡布的纖維直徑沒有特定的要求范圍。優選的，所述涂層本體由聚氨酯復配液形成，其包括按照重量份計的以下組分：溶劑100份；聚氨酯15-50份；著色劑1-25份；第一表面活性劑1-20份；消泡劑0.01-1.5份。優選的，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或丙酮，其中優選的是N,N-二甲基甲酰胺和N,N-二甲基乙酰胺。優選的，所述聚氨酯為熱塑性聚氨酯粒子，或者，所述聚氨酯采用雙組份聚氨酯在溶劑中進行聚合反應，得到聚氨酯溶液后再使用，但優選使用熱塑性聚氨酯粒子。優選的，所述著色劑為大分子黃、氧化鐵紅、鉻黃、鉬鉻紅、寶紅BK、酞菁系列、炭黑和鈦白粉中的一種或任意組合；其中優選的是炭黑、鈦白粉，更優選的是炭黑。優選的，所述表面活性劑包括著色劑的分散劑和/或凝固調節劑。優選的，所述消泡劑為礦物油類、有機硅類、聚醚類中的一種或任意混合；上述消泡劑能夠普通用于N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺體系。優選的，還包括背膠層和離型層，所述背膠層設置在所述基材下方；所述離型層設置在所述背膠層下方。本專利技術的第二個目的采用以下技術方案實現：一種拋光墊的制備方法，包括以下步驟：1)制備基材；取預設基材，放置于水性膠內進行輥壓浸漬；接著，去除所述基材表面多余的水性膠，烘干，得到備用基材；2)基材前處理；在所述備用基材的背面上涂覆第二表面活性劑，然后經熱輥烘干，并燙平，得到成型基材；3)制備拋光層；配置拋光層復合材料，然后把所述拋光層復合材料涂布在所述成型基材的上表面上；接著依次進行凝固浴、水洗和干燥處理，得到半成品；4)后處理；將所述半成品進行表面處理，即得。優選的，在步驟1)中，所述基材的厚度為0.8-5.0mm，所述基材經過水性膠浸漬、烘干后；采用開片機將其從厚度方向分成等厚的第一基材和第二基材，使得所述第一基材和所述第二基材均形成有剖開面，與所述剖開面相對的表面記為粗糙面；然后對所述第一基材和所述第二基材的粗糙面進行打磨處理，形成打磨面；最后收卷制得厚度為0.4-2.5mm的備用基材；在步驟2)中，采用噴涂、輥涂或刷涂的方式在所述備用基材的打磨面上涂覆第二表面活性劑，隨后經過80-210℃的加熱輥將基材烘干，使得本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種拋光墊，其特征在于，包括基材和設置在所述基材上的拋光層；所述基材經過水性膠浸潤而成；所述拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔；所述涂層本體內充滿三維貫通的結構孔；所述圓柱狀孔縱向分布于所述涂層本體內；所述圓柱狀孔的頂端與所述涂層本體的頂面相接，其底端與所述涂層本體的底面形成有間距；所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/4。

【技術特征摘要】
1.一種拋光墊，其特征在于，包括基材和設置在所述基材上的拋光層；所述基材經過水性膠浸潤而成；所述拋光層包括涂層本體和多個圓柱狀孔；所述涂層本體內充滿三維貫通的結構孔；所述圓柱狀孔縱向分布于所述涂層本體內；所述圓柱狀孔的頂端與所述涂層本體的頂面相接，其底端與所述涂層本體的底面形成有間距；所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/4。2.根據權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述基材為無紡布，所述無紡布的厚度為0.4-2.5mm，單位厚度的無紡布的重量為50-200g/(m2.mm)；所述水性膠的固含量為0.1-60％；所述結構孔的直徑為0.1-20μm；所述圓柱狀孔的直徑為30-200μm，所述間距的高度小于所述涂層本體高度的1/12。3.根據權利要求2所述的拋光墊，其特征在于，所述水性膠為聚乙烯醇類水性膠、乙烯乙酸酯類水性膠、丙烯酸類水性膠、聚氨酯類水性膠、環氧水性膠、酚醛水性膠、有機硅類水性膠、橡膠類水性膠中的一種或任意混合；所述無紡布為聚酯類無紡布、聚烯烴類無紡布和纖維素類無紡布中的一種或任意組合。4.根據權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，所述涂層本體由聚氨酯復配液形成，其包括按照重量份計的以下組分：溶劑100份；聚氨酯15-50份；著色劑1-25份；第一表面活性劑1-20份；消泡劑0.01-1.5份。5.根據權利要求4所述的拋光墊，其特征在于，所述溶劑為N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮或丙酮；所述聚氨酯為熱塑性聚氨酯，或者，所述聚氨酯由雙組份聚氨酯經過聚合反應而成；所述著色劑為大分子黃、氧化鐵紅、鉻黃、鉬鉻紅、寶紅BK、酞菁系列、炭黑和鈦白粉中的一種或任意組合；所述表面活性劑包括分散劑和/或凝固調節劑；所述消泡劑為礦物油類、有機硅類、聚醚類中的一種或任意混合。6.根據權利要求1所述的拋光墊，其特征在于，還包括背膠層和離型層，所述背膠層設置在所述基材下方；所述離型層設置在所述背膠層下方。7.一種如權利要求1-6任意一項所述的拋光墊的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：1)制備基材；取預設基材，放置于水性膠內進行輥壓浸漬；接著，去除所述基材表面多余的水性膠，烘干，得到備用...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王曉斌，肖志明，王松釗，蔡朝輝，
申請(專利權)人：佛山市金輝高科光電材料有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44